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國(guó)內(nèi)外換熱器研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)

閱讀:6758      發(fā)布時(shí)間:2020-4-16
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DYR091 球體法測(cè)粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

 

美國(guó)傳熱研究公司(Heat Transfer Research Inc.)即HTRI,是1962年發(fā)起組建的一個(gè)性、非贏利的合作研究機(jī)構(gòu),會(huì)員數(shù)百家,遍及,取得了大量的研究成果,積累了換熱器設(shè)計(jì)的豐富經(jīng)驗(yàn),在傳熱機(jī)理、兩相流、振動(dòng)、污垢、模擬及測(cè)試技術(shù)方面作出了巨大貢獻(xiàn)。近年來(lái),該公司在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)上發(fā)展很快,所開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件、各種換熱器工藝設(shè)計(jì)軟件計(jì)算精度準(zhǔn)確,不僅節(jié)省了人力,提高了效率,而且提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。目前國(guó)內(nèi)有近20家成為HTRI會(huì)員。

 

英國(guó)傳熱及流體服務(wù)中心(Heat Transfer and Fluid Flow Service)即HTFS,于1967年成立,隸屬于英國(guó)原子能管理局。該中心有會(huì)員數(shù)百家,長(zhǎng)期從事傳熱與流體課題的研究,所積累的經(jīng)驗(yàn)和研究成果不僅廣泛用于原子能工業(yè),而且用于一般工業(yè)。它大特點(diǎn)是與各大學(xué)和企業(yè)合作,進(jìn)行專門的課題研究,研究成果顯著。在傳熱與流體計(jì)算上更精確,開(kāi)發(fā)的HTFS、TASC各類換熱器微機(jī)計(jì)算軟件備受歡迎,國(guó)內(nèi)有30多家企業(yè)成為會(huì)員。

 

(二)換熱器研究及發(fā)展動(dòng)向

 

1.物性模擬研究

 

換熱器傳熱與流體流動(dòng)計(jì)算的準(zhǔn)確性,取決于物性模擬的準(zhǔn)確性。因此,物性模擬一直為傳熱界重點(diǎn)研究課題之一,特別是兩相流物性模擬。兩相流的物性基礎(chǔ)來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工況的模擬,這恰恰是與實(shí)際工況差別的體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)際工況很復(fù)雜,準(zhǔn)確性主要體現(xiàn)與實(shí)際工況的差別。純組分介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)基本上準(zhǔn)確,但油氣組成物的數(shù)據(jù)就與實(shí)際工況相差較大,特別是帶有固體顆粒的流體模擬更復(fù)雜。為此,要求物性模擬在實(shí)驗(yàn)手段上更加先進(jìn),測(cè)試的準(zhǔn)確率更高。從而使換熱器計(jì)算更精確,材料更節(jié)省。物性模擬將代表?yè)Q熱器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平。

 

2.分析設(shè)計(jì)的研究

 

分析設(shè)計(jì)是近代發(fā)展的一門新興學(xué)科,美國(guó)ANSYS軟件技術(shù)一直處于前沿技術(shù),通過(guò)分析設(shè)計(jì)可以得到流體的流動(dòng)分布場(chǎng),也可以將溫度場(chǎng)模擬出來(lái),這無(wú)疑給流路分析法技術(shù)帶來(lái)發(fā)展,同時(shí)也給常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算帶來(lái)更準(zhǔn)確、更便捷的手段。在超常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算中,可模擬出應(yīng)力的分布圖,使常規(guī)方法無(wú)法得到的計(jì)算結(jié)果能更方便、快捷、準(zhǔn)確地得到,使換熱器更加安全可靠。這一技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展,將帶來(lái)技術(shù)水平的飛躍。將會(huì)逐步取代強(qiáng)度試驗(yàn),擺脫實(shí)驗(yàn)室繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度。

 

3.大型化及能耗研究

 

換熱器將隨裝置的大型化而大型化,直徑將超過(guò)5m,傳熱面積將達(dá)到單位10000m2,緊湊型換熱器將越來(lái)越受歡迎。板殼式換熱器、折流桿換熱器、板翅式換熱器、板式空冷器將得到發(fā)展,振動(dòng)損失將逐漸克服,高溫、高壓、安全、可靠的換熱器結(jié)構(gòu)將朝著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、重量輕發(fā)展。隨著水資源的緊張,循環(huán)水將被新的冷卻介質(zhì)取代,循環(huán)將被新型、高效的空冷器所取代。保溫絕熱技術(shù)的發(fā)展,熱量損失將減少到目前的50%以下。

 

4.強(qiáng)化技術(shù)研究

 

各種新型、高效換熱器逐步取代現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品。電場(chǎng)動(dòng)力效應(yīng)強(qiáng)化傳熱技術(shù)、添加物強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)、通入惰性氣體強(qiáng)化傳熱技術(shù)、滴狀冷凝技術(shù)、微生物傳熱技術(shù)、磁場(chǎng)動(dòng)力傳熱技術(shù)將會(huì)在新的世紀(jì)得到研究和發(fā)展。同心管換熱器、高溫噴流式換熱器、印刷線路板換熱器、穿孔板換熱器、微尺度換熱器、微通道換熱器、流化床換熱器、新能源換熱器將在工業(yè)領(lǐng)域及其它領(lǐng)域得到研究和應(yīng)用。

 

5.新材料研究

 

材料將朝著強(qiáng)度高、制造工藝簡(jiǎn)單、防腐效果好、重量輕的方向發(fā)展。隨著稀有金屬價(jià)格的下降,鈦、鉭、鋯等稀有金屬使用量將擴(kuò)大,CrMo鋼材料將實(shí)現(xiàn)不預(yù)熱和后熱的方向發(fā)展。

 

6.控制結(jié)垢及腐蝕的研究

 

國(guó)內(nèi)污垢數(shù)據(jù)基本上是20世紀(jì)60~70年代從國(guó)外照搬而來(lái)。四十年來(lái),污垢研究技術(shù)發(fā)展緩慢。隨著節(jié)能、增效要求的提高,污垢研究將會(huì)受到國(guó)家的重視和投入。通過(guò)對(duì)污垢形成的機(jī)理、生長(zhǎng)速度、影響因素的研究,預(yù)測(cè)污垢曲線,從而控制結(jié)垢,這對(duì)傳熱效率的提高將帶來(lái)重大的突破。保證裝置低能耗、長(zhǎng)周期運(yùn)行,超聲防垢技術(shù)將得到大力發(fā)展。

 

腐蝕技術(shù)的研究將會(huì)有所突破,低成本的防腐涂層特別是金屬防腐鍍層技術(shù)將得到發(fā)展,電化學(xué)防腐技術(shù)成為主導(dǎo)。 

DYR032 中溫法向輻射率測(cè)量?jī)x

DYR033 噴管實(shí)驗(yàn)臺(tái)

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DYR091 球體法測(cè)粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

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